DE2740123C2 - Echoauslöschanordnung für eine Digitaldatenübertragungsanlage - Google Patents

Description

tragenen Signal erzeugt Ein Teil dieses resultierenden Signals wird amplitudenbegrenzt und korreliert mit der Folge von Abtastwerten des empfangenen analogen Signals, das an den Abgriffen des Transversalfilters erscheint, um die Steuersignale zu bilden. Diese Steuerst- s gnale werden zur Steuerung der Abgriffsverstärkung des Transversalfilters verwendet, um die Synthetisierung des Echoauslöschsignals zu steuern.

Die genannten Echoauslöscher, <pe Transversalanordnungen verwenden, erfordern Abgriffsabstände, die ip nicht länger sind als das Nyquist-Intervall, das gleich ist dem Rxiziprokwert des doppelten Wertes der höchsten Frequenz, die im zu übertragenden Nachrichtensignal auftritt, und zwar im Prinzip deswegen, wefl das zu übertragende Signal analoger Art ist. In der typischen Sprachbandbreite von 4000 Ήζ sind acht solcher Abgriffe für jede Millisekunde der erwarteten Echoverzögerung erforderlich.

In der DE-PS 26 53 965 ist bereits vorgeschlagen worden, das Echoauslöschsignal in einer Transversalanordnung mit Abgriffen zu synthetisieren, die im Abstand von Baud-Intervallen angeordnet sind und .licht der beim Stand der Technik spezifizierten Nyquist-Interval-Ie, und zwar aus Abtastwerten von zu übertragenden Basisbanddaten vor der Modulation oder Zuführung an die Gabelschaltungskopplungsstelle, unter der Steuerung eines Fehlersignals, das am Ausgang des Empfangsteiles eines Datensenders erhalten worden ist Bei dem bekannten Echoauslöscher und dem älteren Vorschlag können jedoch Schwierigkeiten durch eine fehlende oder schwankende Synchronisierung zwischen Nah- und Fernecho auftreten, d. h. eine Entzerrung wird nur für eines der beiden Echosignale erzielt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entzerrung für das Nah- und das Fernecho gleichzeitig zu ermöglichen.

Lösungen dieser Aufgabe sind in den Patentansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet und in den Unteransprüchen vorteilhaft weitergebildet

Entsprechend der Erfindung wird also ein von fern ankommendes Datensignal, das über eine Gabelschaltung von einer Zweidraht-Übertragungssinrichtung empfangen worden ist, mit einer Frequenz abgetastet die gleich oder größer als die Nyquist-Frequenz ist d. h, mit einer Frequenz, die gleich oder größer ist als der doppelte Wert der Frequenz der 'höchsten Signalfrequenz im empfangenen Signal. Von diesem wird ein Echosignal subtrahiert, das von einer lokalen Datenquelle unter der Steuerung eines lokalen Datentaktes und einer Senderträgerf 1 equenz, falls vorhanden, abgeleitet wird, um ein Ausgangssignal zu liefern, das im wesentlichen frei ist von Nahend- und Fernend-Echos der lokal gesendeten Daten, und das unabhängig ist vom Fernend-Sendertakt und von der Impulsgangkennlinie der Übertragungseinrichtung. Dadurch wird eine gleichzeitige Zweiweg-Vollbandbreiten-Datenübertragung über Zweidraht-Einrichtungen möglich.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird vorausgesetzt, daß das Übertragungsmedium bei Basisbandfrequenzwerten arbeitet, d. h. bei Frequenzen, die eo bis Null herabreichen, und daß deshalb keine Modulatoren oder Demodulatoren an den Datenendstetlen erforderlich sind.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird vorausgesetzt, daß das Übertragungsmedium ein Durchlaßband oder Paßband mit endlichen oberen und unteren Grenzfrequenzen aufweist so daß in den Datenendstellen Modulatoren und Demodulatoren benötigt werden.

Bei beiden Ausführungsformen wird das Echoauslöschsignal im Basisbandbereich erzeugt Bei der im Paßbandbereich arbeitenden Ausführungsform ist es jedoch erforderlich, das Echoauslöschsignal in den Paßbandbereich aufwärts zu modulieren, bevor es mit dem empfangenen Signal kombiniert wird.

Bei beiden Ausführungsformen wird das Fehlersignal, das die Verstärkungseinstellungen der Abgriffsverstärkungsvorrichtungen in der das Echoauslöschsignal erzeugenden Transversalanordnung steuert, vom Ausgang des Kombinators für das empfangene und das Auslöschsignal, also außerhalb des Signalempfangsteils erhalten. Diese Anordnung unterscheidet sich von den erwähnten Vorschlägen, bei denen Fehlersteuersignale von den ermittelten Daten abgeleitet wurden.

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

1. Die Verbindung des Echoauslöschens als Anwendung für einen existierenden Dat?nmodem und seine Steuersignale sind unabhängig von der empfangenen Nachricht

2. Der Echoauslöscher weist eine vielfach angezapfte Transversalanordnung auf, deren Abgriffe keinen größeren Abstand als das Nyquist-Intervall haben, d. h. nicht weiter entfernt sind als der Reziprokwert des doppelten Wertes der höchsten gebräuchlichen Frequenz des empfangenen Signals, bei der jedoch jeder Abgriff im Auslöschfiltev nur einmal pro Baud-Intervall aktiv ist

3. Der Echoauslöscher ist unabhängig von den Parametern des zugeordneten Empfängers eingestellt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Zweiweg-Zweidraht-Vollduplex-Digitaldatenübertragungsanlage mit Echoauslöschung;

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Echoauslösers für eine vasisbandendsteile einer Digitaldatenübertragungs· anlage gemäß der Erfindung;

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Echoaus'öschers für eine Paßbandendstelle einer Digitaldatenübertragungsanlage gemäß Erfindung und

Fig.4 ein Blockschaltbild eines Transversalfilters, das im Echoauslöscher entweder der F i g. 2 oder der F i g. 3 verwendbar ist.

Fig. 1 zeigt eine Ost- und eine West-Datenendstelle, die durch ein Zweidraht-Übertragungsmedium 10 miteinander verbunden sind. Die Ost-Endstelle umfaßt eine Ost-Datenquelle 21, die eine Basisbanddatenfolge bk erzeugt einen Ost-Sender 23, eine Ost-Gabelschaltung 25, einen differenzbildenden Kombinator 26, einen Ost-Empfänger 28, ε·ρε Ost-DatenrückgewinnungssC-haltung 29 zum Wiederherstellen einer Empfangsbasisbanddatenfolge 4*, eine Ost-Datensenke 29 und einen Echoauslöscher 24. Gleichermaßen umfaßt die West-Endstelle eine Wct-Datenquelle 11, die eine Basisbanddatenfolge a* erzeugt, einen West-Sender 13, eine West-Gabelschaltung 15, einen differenzbildenden Kombinator 16, einen West-Empfänger 18, eine We;t-Datenrückgewinnungsschaltung 19 zur Wiedergewinnung einer Empfangsbasisbanddatenfolge ß*, eine: West-Datensenke 20 und einen Echcauslöccher 14. Eteim Nichtvorhandensein der Echoauslöscher 14 und 24 kör*hen die West-Datenquelle 11 und die Ost-Datenquelle 2· nur abwechselnd bei voller Bandbreite Datenfolgen ^ak bzw. bk zur

Ost-Datensenke 29 bzw. West-Datcnsenke 19 senden. Die Winkel über dem Folgeelement zeigen, daß diese beste Abschätzungen der Empfangsdaten sind.

Von den Datenquellen U und 21 ist angenommen, daß sie eine herkömmliche Baud-Zeitstcucrungsvorrichtung aufweisen, so daß Datensymbole synchron bei Baud-Intervallen Fabgegeben werden. Das tiefgestellte k kennzeichnet diese Baud-Intervalle so. daß alle Signale mit einem gemeinsamen tiefgestellten Index im wesentlichen gleichzeitig auftreten.

Der Grund dafür, daß eine gleichzeitige Vollduplex-Vollbandbreiten-Datenübertragung bisher nicht über Zweidraht-Einrichtungen durchgeführt worden ist, ist hauptsächlich der, daß Gabelschaltungsnetzwerke 15 und 25 lediglich kompromißartige Impedanzanpassungen an die Zweidraht-Leitung 10 erzeugen, die von Fernsprechverbindung zu Fernsprechverbindung unterschiedliche Eigenschaften aufweist und sich sogar während bestehender Fernsprechverbindungen zeitlich ändern kann. Die unvollkommene Anpassung an den Gabelschaltungsverbindungen erlaubt eine beträchtliche Streuung des relativ starken Signals vom lokalen Sendeteil über die Gabelschaltungsverbindung hinweg und führt zu einer beträchtlichen Störung des relativ schwachen Empfangssignals.

In bekannter Weise (US-PS 35 00000 bzw. DE-PS 15 37 738) wurde ein Echoauslöscher, der auf das geformte oder modulierte Senderausgangssignal ansprach, zum Zweck der Erzeugung eines Auslöschsignals direkt parallel zum Streuweg über das Gabel-Schaltungsnetzwerk auf der Vierdraht-Seite angeordnet Entsprechend dem genannten älteren Verschlag (DE-OS 26 53 965) wurde diese Schaltungsanordnung dadurch modifiziert, daß man den Echoauslöscher nicht auf das dem Gabelschaltungsnetzwerk zugeführt modu- 3s liert oder gefilterte Datensignal sondern auf Baudintervall-Abiastwerte der Basisbandquellendaten ansprechen ließ und daß man das Fehlersignal für die Abgriffsverstärkungskoeffizienteneinstellung von den quantisierten Empfängerausgangsdaten ableitete.

F i g. 1 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der Modifikation, bei der in der West-Endstelle die von der Quelle U stammende und am Verbindungspunkt 12 ankommende Basisbanddatenfolge 3* gleichzeitig dem Sender 13 zur herkömmlichen Formung oder Modulation und dem Echoauslöscher 14 zugeführt wird. Bei der am einfachsten zu verwirklichenden Form ist der Auslöscher 14, wie ein Linearsignalprozessor, eine Transversalanordnung, die eine Vielzahl von Elementen der Folge at speichert und diese Elemente gleichzeitig an Abgriffen der Transversataordnung für einstellbare Abgriffverstärkungsvorrichtungen für eine gewichtete Summierung zum gewünschten Auslöschsignal verfügbar macht. Das Auslöschsignal vom Auslöscher 14 wird im Kombinator 16 in Form einer Subtraktion mit dem ankommenden Empfangssignal kombiniert, das eine Echokomponente umfaßt die von der Quelle 11 stammt und dem vom Datensender 23 stammenden gewünschten Datensignal ß* überlagert ist Eine Fehlerkorrekturschleife wird über den Empfänger 18 (der notwendigerweise einen Quantisierungsdetektor umfaßt) vervollständigt, wodurch ein Steuersignal erzeugt wird, das proportional zur Differenz zwischen dem Empfängerausgangssignal und dem Digitalentscheidungsausgangssignal 5* der Datenrückgewinnungsschaltung 19 ist Dieses Steuersignal wird mit allen Abgriffsausgangssignalen des Auslöschers 14 kreuzkorreliert, um die Verstärkungen in einer den Fehler minimierenden Richtung einzustellen.

Die gleichen Funktionen und Vorgänge werden in der Ost-Endstelle beim Senden der Datenfolge bt von der Datenquelle 21 zur West-Endstelle und beim Ermitteln der Datenfolge ä_t aus dem ankommenden Empfangssignal in der Ost-Datenrückgewinnungsschaltung 29 ausgeführt.

Bei dem genannten älteren Vorschlag (DE-OS 26 53 965) hängt die Erzeugung des Echoauslöschsignals von der Baud-Taktimpulsfolge im Senderabschnitt ab und kann daher die Nahend-Echokomponenten nur bei diesen Baudintervallen zuverlässig auslöschen. Ferner werden Fernend-Echos nicht sauber kompensiert, es sei denn, die Taktsteuerung der ankommenden Signale ist mit derjenigen der abgehenden Signale eng synchronisiert. Bei dem vorgeschlagenen gemeinschaftlichen Echoauslöscher und Entzerrer ist der Versuch gemacht worden, das Synchronisationsproblem zwischen zwei in Verbindung stehenden Endstellen zu überwinden durch eine Schlupf-Taktsteuerungsmethode, bei welcher der Echoauslöscher gemeinschaftlich durch den Sende- und den Empfangssignaltakt gesteuert wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Synchronisationsproblem vermieden durch eine unabhängige Taktsteuerung der Echokompensationsschleife mit einer Folgefrequenz, die höher ist als der doppelte Wert der höchsten beachtlichen Frequenz in den gesendeten und empfangenen Signalen

F i g. 2 stellt eine einzige Endstelle einer Basisband-Datenübertragungsanlage dar, die erfindungsgemäß modifiziert ist, um einen externen Echoauslöscher zu schaffen, der mit einer Folgefrequenz taktgesteuert wird, die größer oder gleich der Nyquist-Folgefrequenz ist von der Baud-Folgefrequenz des empfangenen Signals unabhängig ist, jedoch ein ganzzahliges Vielfachers der Baud-Folgefrequenz der Datenquelle 31 darstellt, und der sich an ein Fehlersignal anpaßt, das aus der Differenz zwischen dem empfangenen Signal das mit der oben definierten Taktfolgefrequenz abgetastet worden ist, und dem Echoauslöschsignal gebildet ist. und zwar unabhängig vom Detektor im Empfangsabschnitt Es wird angenommen, daß an das andere Ende der Zweidraht-Übertragungseinrichtung 45 eine angepaßte Zweidraht-Datenendstelle angeschlossen ist

Die Basisband-Datenendstelle der F i g. 2 umfaßt eine Datenquelle 31, einen Sender 33, ein Gabelschaltungsnetzwerk 35, einen Echounterdrücker 34, der ein Eingangssignal von einem Verbindungspunkt 32 zwischen der Quelle 31 und dem Sender 33 erhält, einen Kombinator 36, einen Nyquist-Abtaster 37, ein Tiefpaßfilter 40. einen Baud-Abtaster 41, eine Empfangseinricht ng 42 und eine Datensenke 43. Nimmt man vollständig unkorrelierte Signale von den Sendern in den einzelnen Endstellen einer Zweidraht-Datenübertragungsanlage an. stellt das nicht ausgelöschte Echosignal in jedem Empfangsabschnitt effektiv ein Störrauschen dar. Wenn ein simuliertes Echoauslöschsignal vom empfangenen Signal subtrahiert wird, stehen demgemäß ledigllich die nicht ausgelöschten Echokomponenten im Differenzsignal mit dem den Echoauslöscher durchlaufenden Signal in Wechselbeziehung. Bei diesen Echokomponenten kann es nicht überdies entweder um Nahend-Komponentcn handeln, die um das Fabelschaltungsnetzwerk herumlaufen, oder um Fernend-Komponenten. die von entfernten Impedanzfehlanpassungen in der Übertragungseinrichtung reflektiert werden, oder um beide.

Die Komponenten der Basisbandendstelle der F i g. 2 sind von herkömmlicher Art, und eine ausführliche Er-

7 8

läuterung erscheint nicht erforderlich. Die Datenquelle niedriger als 3200 Hz ist, liegt ein geeigneter Abgriffs-31 kann einen Sender aufweinen, der Basisband-Digital- abstand beim Kehrwert des doppelten Wertes dieser daten diskreter Amplituden während synchroner Zeitin- Folgefrequenz von näherungsweise 156 Mikrosekunden tervalle T. die von einer nicht ausdrücklich gezeigten (1/6400 Sekunden) für einen typischen Fernsprechüber-Intervallzeitsteuerungsvorrichtung oder einem Takt ge- 5 tragungskanal. Die höchste Baudrate, die in einem TeIemessen werden, sendet. Der Sender 33 kann vorteilhaf- fon-Sprachbandkanal aufrechterhalten werden kann, ist terwev·; ein Tiefpaßfilter aufweisen, das Basisband-Da- derzeit etwa 2400. Der Abstand zwischen den Abgriffen tenimpuise in eine Form bringt, wie die angehobene an Baudintervall-Echoauslöschern ist etwa 416 MikroKosinus-Wellenform, um sie ;in die Übertragungseigen- Sekunden (1/2400 Sekunden). Bei eineru Nyquist-Interschaften des Übertragungsmediums, an welches die Ga- io vall-Echoauslöscher, wie er hier beschrieben ist, muß beschallung 35 angeschlossen ist, anzupassen. Die Ga- also die Abgriffszahl um einen Faktor 3 oder 4 über die beschallung 35 kann einen Differenzübertrager aufwei- für einen Baudintervall-Auslöscher erforderliche An· sen, der mit einem Symmetrienetzwerk versehen ist. das zahl erhöht werden. Dieser ganzzahlige Faktor kann die Impedanz des Übertragungsmediums 45 so dicht wie durch den Schreibbuchstaben »/« dargestellt werden,
möglich nachbildet, so daß eine Streuung unerwünsch- 15 Gemäß Fig. 2 speichert der Echoauslöscher 34 eine ter Signalenergie zwischen dem sendenden und dem dynamische Vielzahl von Elementen der abgehenden empfangenen Tor minimal gemacht und eine Übertra- Basisbanddaten. Zu jeglichem Zeitmoment finden sich gung der gewünschten Signalenergie zwischen dem die Datenelemente bei Baudintervallen am Transversal-Zweidraht-Tor am Übetragungsmedium 45 und dem filter, d. h, an jedem /-ten AbgriÜ. Alle anderen Abgriffe Sende- und Empfangstor auf der Vierdraht-Seite maxi- 20 enthalten Null-Abtastwerte, die keinen Beitrag zum FiI-mal wird Der Echoauslöscher 34 wird vorteilhafterwei- terausgangssignal liefern. Die von Null verschiedenen se durch ein Transversalfiheir mit gesteuerten Abgriffs- Abgriffsspannungen werden durch (nicht gezeigte) Abverstärkungskoeffizienten gebildet. Der Kombinator 36 griffsverstärkungsvorrichtungen beeinflußt und sumist funktionell eine Subtrahiervorrichtung, deren Aus- miert, um Abtastwerte eines Echoauslöschsignals an gangssignal die algebraische Amplitudendifferenz zwi- 25 Abgriffsabstandsintervalien zu erzeugen. Gleichzeitig sehen zwei Eingangsgrößen ist Ein invertierender Ope- wird das empfangene Signal durch einen Abtaster 37 rationsverstärker mit Widerstandsrückkopplung genügt geleitet. Die beiden abgetasteten Signale werden im für diesen Zweck. Die Abtaster 37 und 41 sind normaler- Kombinator 36 kombiniert, um ein Ausgangssignal zu weise offene Schalter, die zu synchronen Augenblicken erzeugen, in dem die meisten Echosignale ausgelöscht morfrntan geschlossen sind, um die Übertragung eines 30 sind. Das Restecho in diesem Teil, das über Leitung 38 Amplitudenabtastwertes eines Eingangssignals zu er- zum Echoauslöscher 34 zurückgeführt wird, ist mit dem lauben. Die synchronen Momente des Schließens des Abtastwerten der an dessen Abgriffen gespeicherten Abtasters 37 sind an die Baud-Folgefrequenz der Da- gesendeten Daten korreliert, um Korrektursignale für tenquelle 31 gekoppelt und treten bei einer ganzzahli- die Abgriffsverstärkungsvorrichtungen zu bilden. Was gen Vielfachen dieser Baudrate auf, die der Nyquist-Fol- 35 gleichzeitig als unkorreliertes Rauschen am Echoauslögefrequenz gleich ist oder diese übersteigt Die Nyquist- scher 34 erscheint, ist weitgehend das abgetastete Emp-Folgefrequenz versteht sich ais jener wen, weicher iangssignal, das über Leitung 3S an das Tiefpaßfilter 40 zweimal so groß ist wie die Frequenz der höchsten be- gegeben wird. Letzteres Filter rekonstruiert eine kontideutsamen Frequenzkomponente des abgetasteten Si- nuierliche Welle aus der auf der Leitung 39 erscheinengnals. Die synchronen Momente des Schließens des Ab- 40 den Abtastsignalfolge, und das Filterausgangssignal tasters 41 sind durch die Bedürfnisse des Empfängers 42 wird im Baudabtaster 41 wiederum mit der Baud-Folgevorgeschrieben und sind unabhängig von der Daten- frequenz abgetastet. Es kann auch eine andere Interpoquelle 31 und dem Auslöscher 34. Das Tiefpaßfilter 40 lationsformel verwendet werden, um die gewünschten kann ein Serienwiderstand sein, der mit einem Parallel- Baudintervall-Abtastwerte (mit der richtigen Abkondensator gepaart ist die zusammen eine Zeitkon- 45 tastphase) von der Abtastwertfolge auf Leitung 39 abstante derart aufweisen, daß die Frequenzkomponenten zuleiten. Danach wird der Digitaldateninhalt des empoberhalb einer gewissen vorbestimmten Grenzfrequenz fangenen Signals vom Empfänger 42 ermittelt, wiedergegen über den Frequenzkomponenten unterhalb der gebildet und der Empfänger 42 liefert die wiederge-Grenzfrequenz stark gedämpft werden. Beim vorliegen- wonnenen Daten an die Datensenke 43. Der Empfänden Beispiel wird die Grenzfrequenz so gelegt daß sie so ger42 kann einen adaptiven Entzerrer umfassen, der in oberhalb der Baudfrequenz und unterhalb der Nyquist- bekannter Weise durch ein Baud-Folgefrequenz-Feh-Frequenz liegt Der Empfänger 42 verarbeitet abgeta- lersignal gesteuert wird,

stete Empfangssignale, um Doppelfrequenzkomponen- Beim externen Echoauslöscher gemäß vorliegender ten zu entfernen, die aus dem Abtastvorgang resultie- Erfindung wird die Einstellung der Abgriffsverstärren, und um Datenbits mit diskretem Werten zu erzeu- 55 kungsvorrichtungen adaptiv durch ein Fehlersignal gegen. Die Datensenke 43 repräsentiert eine Verbraucher- steuert das aus Nyquist-Intervall-Abtastwerten besteht vorrichtung für Digitaldaten, wie ein Bandgerät ein während jegliche Zwischensymbolstörung im Empfän-Kartenlocher oder ein Computer. ger adaptiv durch ein unabhängiges Fehlersignal mit Beim Echoauslöscher 34 handelt es sich vorzugsweise Baudintervallquantisierung gesteuert wird. Als Ergebnis um eine Transversalanordnung mit Abgriffen, die nicht 60 wird die Echoenergie im wesentlichen vom gesamten weiter auseinanderliegen als das Nyquist-Intervail, ent- Frequenzspektrum entfernt, das durch das Fehlersignal weder an einer analogen Verzögerungsleitung oder ei- auf Leitung 39 belegt ist Ein Mangel an Synchronisation nem Schieberegister, das mit einer Folgefrequenz ge- zwischen den Sendern in den verbundenen Endstellen schoben wird, die gleich dem Kehrwert des gewählten hört nun auf, ein Hauptproblem zu sein, das nach einer Abgriffsabstandes ist Der Echoauslöscher 34 erhält sein 65 speziellen Korrektur-Vorrichtung verlangt
Eingangssignal von der Verbindungsstelle 32 am Aus- F i g. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform für ei- j gang der Basisbanddatenquelle 31. Da die höchste be- nen adaptiven externen Echoauslöscher, der den erfindeutcnde Frequenz in einem Sprächbanddatensignal dungsgemäßen Prinzipien entsprechend aufgebaut ist

9 10

Diese Ausführungsform ist auf die Auslöschung der Kombinator 56 subtrahiert wird. Das Tiefpaßfilter 60. Echos gesendeter Signale in dem Fall gerichtet, in wel- der Baudabtastei 61 und die Datensenke 63 gleichen in

chem das Übertragungsmedium 75 in einem Durchlaß ihrem Aufbau im wesentlichen ihren Gegenstücken 40,

oder Paßband arbeitet, das keine Gleichstromübertra- 41 und 43 in F i g. 2.

gung erlaubt. Die Datenendstelle, welche diesen Echo- 5 Der Empfänger 62 kann einen Demodulator zur Umauslöscher aufweist, umfaßt eine Datenquelle 51, einen setzung der empfangenen Signale in einen Basisband-Sender 53, ein Gabelschaltungsnetzwerk 55, ein Zwei- frequenzwert aufweisen. Es wird angenommen, daß der draht-Paßbanci-Übertragungsmedium 75, einen Echo- Empfänger 62 seine eigene Quelle für die demodulierenausloscher 54, eine Trägerwelle 58, einen Aufwärtsmo- de Trägerwelle aufweist.

dulator 65, einen Nyquist-Abtaster 57, einen Kombina- io Das Empfangssystem arbeitet in einem linearen Protor SS, einen Demodulator 59, ein Tiefpaßfilter 60, einen zeß, und es ist unwesentlich, in welcher Reihenfolge die Baud-Abtaster 61, einen Empfängerabschnitt 62 und ei- Funktionen durchgeführt werden. Daher kann die Baudne Datensenke 63. Die Datenquelle 51 liefert eine Basis- abtastung vor dem Demodulator des Empfängers staubanddatenfolge am Verbindungspunkt 52 zum Sender finden, welcher das Signal vom Paßband in das Basis-

53 und zum Echoauslöscher 54. Der Sender 53 umfaßt is band zurückführt.

eine Modulationsvorrichtung, wie sie erforderlich ist, Das vom Übertragungsmedium 75 ankommende

um die Basisbanddatenfolge in das Paßband des Über- Empfangssignal durchläuft das Gabelschaltungsnet;·

tragiingsmediums 75 umzusetzen. Beim Echoauslöscher werk 55 und wird mit einer Folgefrequenz abgelastet.

54 handelt es sich vorzugsweise um ein vielfach ange- die nicht kleiner als der doppelte Wert der höchsten zapfte Transversalanordnung mit bekannten einstellba- 20 Frequenz im empfangenen Signal, wie es der Fall ist bei ren Verstärkungssteuerungsvorrichtungen an jedem der Basisband-Ausführungsform der F i g. 2. Das abge-Abgiiff. Korrelationsvorrichtungen zum Vergleichen in- tastete Ausgangssignal seinerseits wird einem Eingang dividueller Abgriffssignale mit einem Fehlersteuersignal des Kombinators 56 zugeführt, der an einem anderen und einer Summierschaltung, von der ein Basisband- Eingang das Echoauslöschsignal empfängt. Da das im Echoauslöschsignal ausgeht. Den erfindungsgemäßen 25 Echoauslöscher 54 erzeugte Echoauslöschsignal im Ba-Prinzipien entsprechend sind die Abstände der Abgriffe sisbandfrequenzbereich liegt, ist es erforderlich, es in am Echoauslöscher 54 nicht größer als Nyquist-Inter- den Paßbandbereich des empfangenen Signals umzusetvalle. zen, und zwar im Aufwärtsmodulator 65. der unter der

Die Komponenten der Paßbandendstelle der F i g. 3 Steuerung der Trägerquelle 58 steht. Die Trägerquelle

sind ebenfalls herkömmlicher Art und deren ausführli- 30 58 wird auch dazu verwendet, das abgehende gesendete

ehe Beschreibung scheint nicht erforderlich zu sein. Die Signal in das Paßband des Übertragungsmediums 75

Datenquelle 51 gleicht im wesentlichen der in Fig.2 umzusetzen.

gezeigten Datenquelle 31, und sie sendet synchrone Di- Das Ausgangssignal des Kombinators 56 umfaßt die gitaldaten bei Intervallen Ti die durch eine nicht aus- abgetastete Form des vom Übertragungsmedium 75 führlich gezeigte interne Taktsteuerungsvorrichtung 35 über das Gabelschaltungsnetzwerk 55 empfangenen Sigemessen werden. Der Sender 53 kann vorteilhafterwei- gnals, und zwar kompensiert durch ein Echoauslöschsise einen Amplitudenmodulator umfassen, in dem Basis- gnal vom Echoauslöschcr 54, das im Modulator 65 in banddaten in ein durch eine sinusförmige Trägerwelle den Paßbandbereich des Übertragungsmediums 75 aufbestimmtes Paßband umgesetzt werden, um eine An- wärtsmoduliert worden ist. Da das Ausgangssignal des passung an die Übertragungseigenschaften des Über- 40 Kombinators 56 im Durchlaßfrequenzbereich liegt, ist tragungsmediums zu schaffen, an das die Gabelschal- der unter der Steuerung der Trägerquelle 58 stehende tung 55 angeschlossen it". Die Gabelschaltung 55 gleicht Demodulator 59 vorgesehen, um das kompensierte im wesentlichen der in F i g. 2 gezeigten Gabelschaltung Empfangssignal, das zur Fehlerminimierung verwendet 35. Der Echoauslöscher 54 gleicht im wesentlichen dem wird, soweit die Einstellung des Echoauslöschers betrof-Echoauslöscher 34 in F i g. 2. Der Kombinator 56 unter- 45 fen ist, zurück in den Basisbandfrequenzbereich umzuscheidet sich vom Kombinator 36 in F i g. 2 lediglich setzen. Das demodulierte Fehlersignal wird dem Echodarin. daß seine Ausgangssignale im Paßbandfrequenz- auslöscher 54 auf Leitung 64 zugeführt,
bereich liegen. Was den Aufbau betrifft kann der Korn- Das auf Leitung 66 erscheinende kompensierte Empbinator 56 einen invertierenden Operationsverstärker fangssignal ist exakt analog dem direkten Ausgangssiaufweisen. Die Abtaster 57 und 61 gleichen im wesentli- so gnal des Kombinators 36 bei der Basisband-Ausfühchen den Abtastern 37 und 41 in F i g. 2. Die Trägerquel- rungsform der F i g. 2. Es folgt, daß das Tiefpaßfilter 60. Ie 58 ist eine stabile Sinuswellenquelle, vorzugsweise der Baudabtaster 61, der Empfänger 62 und die Datenkristallgesteuert, zur Erzeugung eines Frequenzwertes, senke 63 im wesentlichen Gegenstücke der Elemente 40 bei dem Datensignaie im Sender 53 moduliert werden, bis 43 in F i g. 2 sind. Das kompensierte Empfangssignal um eine Anpassung an die Eigenschaften des Übertra- 55 wird also herkömmlich ermittelt, um Digitaldaten an die gungsmediums 75 zu schaffen. Die Sinuswelle kann auch Datensenke 63 zu liefern.

zum Demodulieren der ankommenden empfangenen Fig.4 zeigt in vereinfachter Blockdarstellung ein Paßbandsignale im Modulator 59 in das Basisband ver- spärlich gefülltes Transversalfilter, das sich bei der Auswendet werden. Der Demodulator 59 spricht auf die führung der vorliegenden Erfindung verwenden läßt. Sinusträgerwelle der Trägerquelle 58 an, um die Ur- 60 und zwar speziell als eine Verwirklichung der Blöcke 34 sprungswelle wiederzugewinnen, die in der entfernten und 54 in F i g. 2 bzw. 3. Was den Aufbau betrifft, ist das Endstelle auf eine Trägerwelle aufmoduliert worden ist Transversalfilter der F i g. 3 herkömmlich, und es um· Beim Aufwärtsmodulator 65 handelt es sich um eine faßt eine Vielzahl Verzögerungseinheiten 80. die in Kas-Vorrichtung, die auf eine Sinusträgerwelle von der Trä- kade verbunden sind, um Signalabgriffspunkte 81 am gerquelle 58 anspricht um ein Basisband-Echokompen- *', Anfang, an Zwischenpunkten und am Ende eines zusamsationssignal vom Echoauslöscher 54 auf den Paßband- mengesetzten Verzögerungsmediums zu schaffen: eine frequenzwert der ankommenden Empfangssignale um- Multipliziervorrichtung 85 an jedem Abgriffspunkt 81: zusetzen, bevor dieses vom Paßbandempfangssignal im einen Korrelator 87 an jedem Abgriffspunkt; eine Sum-

mierschaliung 86; und einen Ausgangsanschluß 90. Es wird angenommen, daß ein Baudintervall je vier aufeinanderfolgende Abgriffspunkte umspannt, und aufeinanderfolgende Abgriffspunkte sind durch das Nyquist-Intervall J getrennt, so daß das Verhältnis von Baud- zu Nyquist-Intervall beispielsweise gleich der ganzen Zahl Vier ist, d.h., - 4.

An einem Eingangsanschluß 12 wird dem Verzögerungsmedium, bei dem es sich beispielsweise um eine Reihe analoger Verzögerungseinheiten 80 mit individuellen Verzögerungsbeträgen Δ handelt, eine Folge von Baudintervall-Abtastwerten der beabsichtigten abgehenden Datenfolge \a„\ zugeführt. Zu jedem Zeitpunkt enthält somit nur jeder vierte Abgriff einen von Null verschiedenen Signalabtastwert (wie es durch die Kennzeichnung a_m a„+\, a,,..* angegeben ist), und die dazwischenliegenden Abgriffe sind unbelegt (wie es durch die Nullen angezeigt ist). An jeden Abgriff ist eine Multipliziervorrichtung und ein Korrelator 87 angeschlossen, die beide schematisch durch in einem Kreis befindliche Multiplikationszeichen dargestellt sind, welche die Produktbildungsfunktion anzeigen. Jeder Korrelator 87 bildet das Produkt aus dem zugeordneten Abgriffssignal a_n an einem Abgriff 81 und dem gemeinsamen Fehlersignal auf Leitungen 88, um einen Abgriffsverstärkungskoeffizienten q„ zu bilden. Jede Multipliziervorrichtung 85 multipliziert das ihr zugeordnete Abgriffssignal a„ an einem Abgriff 81, um das Produkt a„q„ zu erzeugen. Die Summierung dieser Produkte wird in der Summierschal-Uing 86 vorgenommen, um ein Echoauslöschsignal auf einer Ausgangsleitung 90 entsprechend dem in F i g. 4 gezeigten mathematischen Ausdruck zu bilden. Da die Zwischenabgriffe jedoch Nullwert-Abtastwerte aufweisen, tragen die Zwischenabgriffe während eines jeden Nyquist-lntervalls nicht zum summierten Ausgangssignal der Summierschaltung 86 bei. In diesem Sinn ist das Verzögerungsmedium spärlich belegt Trotzdem wird der Inhalt des Verzögerungsmediums in jedem Nyquist-Intervall um das Intervall Δ nach rechts verschoben, und eine neue Gruppe von Abgriffsverstärkungskoeffizienten q_n wirkt auf die von Null verschiedenen Abtastwerte der abgehenden Basisbanddaten.

Beispielsweise sind zu dem in F i g. 4 gezeigten Zeitpunkt Abgriffsverstärkungskoeffizienten ς_4, Qo, q+* usw. auf Leitungen 84 als Eingangsgrößen für die Multipliziervorrichtungen 85 aktiv. Im nächsten Nyquist-Intervall werden Abgriffsverstärkungskoeffizienten q-3, <7₊i, q+i usw. verwendet Somit arbeitet die Anordnung der F i g. 4. als vier unterschiedlich verzögernde Verzögerungsmedien parallel auf dieselbe Eingangssignalfolge wirken. Auf diese Weise wird bei jedem Nyquist-Intervall von Baudintervall-Abtastwerten der abgehenden Datenfolge eine Echoauslöschkomponente erzeugt Als praktische Tatsache "hat der Auslöscher eine äquivalente Realisierung in einer Transversalanordnung mit Abgriffen in Baudinterv allen und einer Folge von Abgriffsverstärkungskoeffizienten, die in Nyquist-Intervallen rotieren.

Es ist beobachtet worden, daß, obwohl die im empfangenen Signal erscheinende Hauptechokomponente auf Nahend-Ortsschleifen-Impedanzdiskontinuitäten in der Gabelschaltungsverbindung und auf einer Streuung über diese hinweg beruht, auch eine Fernend-Echokomponente von Impedanzunregelmäßigkeiten im FernsprechzentralvermitUungsatnt, an Schnittstellen zwischen Abschnitten des Übertragungsweges (beispielsweise an Verbindungsstellen zwischen Zweidraht- und Vierdraht-Verbindungen) und von der Gabelschaltungsverbindung an der Fernend-Endstelle existiert. Die Nahend und die Fernend-Echogruppen sind je über einige Millisekunden dispergiert oder verstreut. Die Stärke der Zerstreuung ist für die Anzahl der am Echoauslöscher erforderlichen Abgriffe bestimmend. Gleichzeitig kann das Intervall zwischen Echogruppen bis 100 Millisekunden bei Landschaltungen und bis zu 1000 Millisekunden bei Satellitenschaltungen sein. Obwohl das entfernte Echo typischerweise etwa 1OdB unter dem

ίο Nahecho liegt, ist es dennoch stark genug, um die Funktionsfähigkeit beträchtlich zu verschlechtern.

Anstatt einen sich über 1000 Millisekunden erstrekkenden Echoauslöscher zu haben, ist es innerhalb der nrfindungsgemäßen Prinzipien möglich, getrennte Echoauslöscher je für die Nahend- und die Fernend-Echogruppen vorzusehen und zwischen die lokale Datenquelle und den Echoauslöscher, der die entfernte Echogruppe beeinflussen soll, eine verzögernde Einheit einzufügen. Die separaten Echcsuslöschsignale werden zuerst gemischt, um ein zusammengesetztes Echoauslöschsignal EU bilden, bevor eine Kombination mit dem abgetasteten Empfangssignal erfolgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

sisband arbeitet.

Patentansprüche: ⁴· Anordnung nach Anspruch 1 oder Z dadurch

gekennzeichnet, daß die Übertragungsanlage im

1 Echoauslöschanordnung für eine Digitaldaten- Durchlaßband arbeitet und daß zwischen dem Ausübertragungsanlage zur gleichzeitigen Zweiwegsi- 5 gang des Signalprozessors (54) und dem Differenzgnalübertragung mit voller Bandbreite über einen verstärker (56) ein Modulator (65) and zwischen dem gemeinsamen Signalweg, mit Endstellen, die je auf- Ausgang des Differenzverstärkers und dem Signalweisen: Prozessor ein Demodulator (59) angeordnet ist.
einen Sendeteil, einen Empfangsteil, eine mit dem 5. Anordnung nach Anspruch !, dadurch £?kenn-Sendeteil verbundene Datenquelle, einen Differenz- to zeichnet, daß eine Verzögerungseinrichtung mit eiverstärker. dessen erster Eingang mit dem Emp- ner Verzögerung, die zur Umlaufverzögerung zwifangsweg und dessen Ausgang mit dem Empfangs- sehen den Nahend- und den Fernend-Endstellen teil verbunden ist, einen vom Differenzverstärker äquivalent ist, an die Datenquelle (31) geschaltet ist. gesteuerten, einstellbaren Signalprozessor mit ei- und daß ein zweiter, auf das Fehlersignal ansprenem Abgriffe aufweisenden Verzögerungsmedium, i5 chender Echoauslöscher mit dem Ausgang der Verin den in Baud-lntervallen Signale aus der Daten- zögerungseinrichtung verbunden ist und die Signale quelle eingegeben werden, einer einstellbaren Ver- auslöscht, die zweimal den gemeinsamen Signalweg Stärkungseinrichtung für jeden Abgriff, einem Kor- durchlaufen,
relator für jeden Abgriff und einer nachgeschalteten

SummierewKichtung, wobei der Eingang des Signal- 20

Prozessors fflk der Datenquelle "and sein Ausgang
mit dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers

verbunden ist, und eine Schaltungsanordnung, die Die Erfindung betrifft eine Echoauslöschanordnung aus dem subtraktiven Ausgangssignal des Differenz- für eine Digitaldatenübertragungsanlage nach dem Verstärkers die Digitaldaten zurückgewinnt, 25 Oberbegriff der Ansprüche I und 2, wie sie bereits in der dadurch gekennzeichnet, DE-PS 26 53 965 vorgeschlagen wurde,
daß ein Abtaster (37). der bei dem ganzzahligen Viel- Ein großer Teil des heutigen, sehr schnellen Datenfachen / der Baud-Rate arbeitet, das sich aus der Übertragungsverkehrs wird gleichzeitig in zwei Rich-Nyquist-Bedingung ergibt, zwischen den Empfangs- tungen ausgeführt; d. h. der Verkehr läuft im Vollduweg und den ersten Eingang des Differenzverstär- 30 plexbetrieb ab. Für Datengeschwindigkeiten unterhalb kers (36,56) geschaltet ist, etwa 2400 Bits pro Sekunde kann das Sprachband, das daß der Signalprozessor (34) pro Baud-lntervall / sich von etwa 300 bis 3000 Hz erstreckt, in zwei Hälften Verzögerungsstufen und zugehörige Abgriffe für die aufgeteilt werden, um jeder Hälfte eine bestimmte Signale aus der Datenquelle aufweist und Übertragungsrichtung auf einer äquivalenten Vierdaß diese Signale nur einmal pio Baud-Intervall in 35 draht-Übertragungsleitung zuzuordnen. Für Datengeden Verzögerungsstufen gespeichert sind und /-mal schwindigkeiten oberhalb 2400 Bits pro Sekunde sind korreliert werden, zwei körperlich getrennte Zweidraht-Leitungen mit 2. Echoauslöschanordnung für eine Digitaldaten- Sprachbandbreite erforderlich. Wenn eine sehr schnelle. Übertragungsanlage zur gleichzeitigen Zweiwegsi- gleichzeitige Zweiweg-{Vollduplex->-Ubertragung zwignalübertragung mit voller Bandbreite über einen 40 sehen zwei Punkten bei voller Bandbreite auf einem gemeinsamen Signalweg, mit Endstellen, die je auf- einzigen Zweidraht-Kanal durchgeführt werden könnte, weisen: wären beträchtliche Kosteneinsparungen möglich. Fereinen Sendeteil, einen Empfangsteil, eine mit dem ner wäre eine Möglichkeit zur gleichzeitigen Zweiweg-Sendeteil verbundene Datenquelle, einen Differenz- Digitaldatenübertragung über das öffentlich vermittelte verstärker, dessen erster Eingang mit dem Emp- 45 Direktfernwahl-Netzwerk in Fällen wertvoll, in denen fangsweg und dessen Ausgang mit dem Empfangs- der Datenteilnehmer von einer Umschaltzeit Nutzen teil verbunden ist, einen vom Differenzverstärker ziehen könnte. Bei der derzeitigen Praxis erfordert die gesteuerten, einstellbaren Signalprozessor mit ei- Übertragungsrichtungsumkehr bei einem Halbduplexnem Abgriffe aufweisenden Verzögerungsmedium. Übertragungskanai Zeit zum Abschalten eingebauter in den in Baud-lntervallen aus der Datenquelle ein- 40 Echounterdrücker.

gegeben werden, einer einstellbaren Verstärkungs- Eine Zweiweg-Datenübertragung über einen Zweieinrichtung für jeden Abgriff, einem Korrelator für ciraht-Übertragungskanal erfordert eine Unterdrükjeden Abgriff und einer nachgeschalteten Summier- kung des störenden, lokal erzeugten Signals am Empeinrichtung, wobei der Eingang des Signalprozes- fangseingang einer jeden Datenendstelle. Dies wird teilsors mit der Datenquelle und sein Ausgang mit dem 55 weise erreicht durch die Verwendung von Gabelschalzweiten Eingang des Differenzverstärkers verbun- tungskopplungsnetzwerken an den Endstellen. Eine den ist. und eine Schaltungsanordnung, die aus dem Reststörung resultiert jedoch aus der unvermeidlichen subtraktiven Ausgangssignal des Differenzverstär- Impedanzfehlanpassung zwischen einem festgelegten kers die Digitaldaten zurückgewinnt, Gabelschaltungskoppler und einer Vielzahl von Kanaldadurch gekennzeichnet, daß ein Abtaster (37), der 60 verbindungen, ferner von Echos, die von entfernten bei dem ganzzahligen Vielfachen / der Baud-Rate Punkten im Übertragungskanai zurückkehren,
arbeitet, das sich aus der Nyquist-Bedingung ergibt. Aus der DE-PS 15 37 738 ist eine adaptive Echoauszwischen den Empfangsweg und den ersten Eingang löschanordnung bekannt, bei der ein Teil des von einer des Differenzverstärkers (36, 56) geschaltet ist, und Vierdraht-Schaltung empfangenen analogen Signals daß die Signale der Datenquelle pro Baud-lntervall 65 über ein Transversalfilter mit einstellbarer Abgriffsver-/-mal nacheinander korreliert werden. Stärkungssteuerung geführt wird, um ein Echoauslösch-3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch signal zu synthetisieren. Das resultierende Signal wird gekennzeichnet, daß die Übertragungsanlage im Ba- durch Subtraktion des Echoauslöschsignals vom über-